關(guān)于遙控器的一些知識

得從頭說起。紅外線攝影的基本原理多圖 http://www.新浪.com.cn 2002年04月24日 11:18 新潮電子 “知其然，還要知其所以然”，在我們領(lǐng)略了紅外線攝影的無窮魅力后，如果對其成像原理有了全面而深刻的了解，便能幫助我們拍攝出更加美妙的影像來。 紅外線的發(fā)現(xiàn) 早在1672年人們就發(fā)現(xiàn)了太陽光俗稱白光是由各種顏色的光復(fù)合而成，隨后牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白光更簡易的著名結(jié)論。無論是當(dāng)時還是現(xiàn)在，我們都可以利用分光棱鏡把太陽光分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等單色光，這也是很多光電試驗中合成白光的原理。 1800年英國物理學(xué)家赫胥爾從熱的觀點來研究各單色光時發(fā)現(xiàn)了紅外線，并且把光譜中看得見的那部分波稱為“光”可見光，而人眼看不到的波則稱為“線”，并習(xí)慣地命名為紅外線。顯然這樣來對紅外線進行定義是不科學(xué)的，爾后科學(xué)家的研究表明，紅外線這種電磁波在實際應(yīng)用中可劃分為以下三個波段:近紅外:波長為0.77～3.0μm、中紅外:波長為3.0～30μm、遠紅外:波長為30～1000μm。 通常情況下的紅外線攝影可以感應(yīng)的紅外線波長范圍為770～1000nm。紅外線成像設(shè)備的特殊之處就是能探測這種物體表面所輻射的不為人眼所見的紅外線，它所反映的是物體表面的紅外輻射場，即溫度場，幫助我們看到肉眼觀察不到的事物，從另一種角度來觀察我們所熟悉的事物。 紅外線成像的原理和黑體的紅外輻射規(guī)律 所謂黑體，簡易地講就是在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于1的物體，也就是說完全吸收。作為自然界中實際存在的任何物體對不同波長的入射輻射都有一定的反射吸收率不等于1，所以黑體只是人們抽象出來的一種理想化的物體模型。但黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外線研究及應(yīng)用的基礎(chǔ)，它揭示了黑體發(fā)射的紅外熱輻射隨溫度及波長變化的定量關(guān)系，同樣，這也是我們研究紅外成像的基本出發(fā)點。 黑體定律分別由以下三個基本定律構(gòu)成：1輻射的光譜分布規(guī)律DD普朗克輻射定律；2輻射功率隨溫度的變化規(guī)律DD斯蒂芬-玻耳茲曼定律；3輻射的空間分布規(guī)律DD朗伯余弦定律。以上三個定律共同闡述了凡是溫度高于開氏零度絕對零度的物體都會自發(fā)地向外發(fā)射紅外熱輻射，而且黑體單位表面積發(fā)射的總輻射功率與開氏溫度的四次方成正比，溫度只要有較小的變化，就會引起物體的輻射功率發(fā)生較大變化。以上定律正是紅外線成像的原理基礎(chǔ)，即只要有溫度存在，就有紅外線攝影的可能。理論上，自然界中的一切物體，只要它的溫度高于絕對零度-273.15℃，就存在分子和原子無規(guī)則的運動，其表面就會不斷地輻射紅外線。任何存在有溫度的物體，除可以發(fā)出波長在380～770nm的可見光外，還可以發(fā)射不為人眼所見的波長為770～1350nm范圍的紅外線。因此，紅外線的最大特點就是普遍存在于自然界中，也就是說，任何“熱”物體雖然不發(fā)光但都能輻射紅外線，因此紅外線又稱為熱輻射線，簡稱為熱輻射。 紅外線攝影的特點 很多人對于紅外線攝影照片表現(xiàn)出來的色調(diào)和影像的質(zhì)感感到驚異，其實這并不奇怪，因為紅外線與可見光相比的一個特點是色彩更加豐富多樣。由于可見光的最長波長是最短波長的1倍380nm～770nm，所以也叫作一個倍頻程。而紅外線的最長波長則是最短波長的10倍，即具有10個倍頻程。因此如果可見光能表現(xiàn)自然界中的7種顏色，則紅外線便能表現(xiàn)70種，因此具有極其豐富的色彩表現(xiàn)力。另外紅外線還具有良好的穿透性，如穿透煙霧、水氣等，因此在航空攝影、軍事攝影和其他題材攝影中有著不可替代的地位，例如航空攝影可以利用紅外線發(fā)現(xiàn)健康、不健康的樹木，森林，地脈甚至礦藏；醫(yī)學(xué)上可以用于人體組織的穿透；科學(xué) 研究及工程攝影可以用于鑒別印色，穿透織物；普通紅外線攝影可以利用發(fā)散性產(chǎn)生虛幻的圖畫效果等等。 滿足紅外線攝影需要的條件鏡頭和濾光鏡 紅外線攝影可以使用普通鏡頭，但是在使用紅外濾鏡配合普通鏡頭進行紅外線攝影時，鏡頭通常不對紅外區(qū)進行校正。尤其是在利用傳統(tǒng)的紅外乳劑膠卷進行聚焦時，必須稍稍增大相機鏡頭的伸長量。這是因為普通鏡頭設(shè)計的焦距是針對可見光的，因而在拍攝紅外線時相應(yīng)的焦距設(shè)定應(yīng)大于拍攝可見光時的焦距，即使是在使用單消色差或復(fù)消色差鏡頭的時候，這一點也適用。此外，由于紅外線波長比可見光的波長要長得多，其焦距不可能與可見光一致。因此需要專門對鏡頭進行紅外區(qū)校正，一些傳統(tǒng)相機鏡頭為了達到對紅外光準(zhǔn)確對焦的目的，專門設(shè)計了一個紅外聚焦指數(shù)。而對于其他相機，必須通過多次實驗以確認鏡頭所須增加的伸長量，通常是以0.3～0.4%焦距的數(shù)量級進行手工校正。 由于紅外線光譜感應(yīng)范圍較廣，因此無論是傳統(tǒng)紅外線攝影還是數(shù)碼紅外線攝影都需要一個阻擋可見光及紫外線輻射，同時又可以透過紅外線的特殊濾光鏡，即紅外線濾鏡Infrared Filter，并且根據(jù)經(jīng)驗和感光材料的光敏范圍來確認和選擇紅外線濾鏡的濾光系數(shù)。紅外線濾鏡在這個過程中起到的作用類似于帶通濾波器的作用，讓所需要波長的紅外線通過，而將其他波長的光線阻斷。 紅外線攝影的感光器件傳統(tǒng)膠卷和CCD/CMOS 在傳統(tǒng)攝影中，目前我們生產(chǎn)的黑白、彩色增感類材料可以滿足絕大多數(shù)普通攝影的要求，并且對于某些特殊的用途，比如紅外線攝影，則可以通過增加膠卷乳劑的波長敏感度來增加它對于紅外線的感光度，滿足人們的需求。 紅外增感染料在20世紀初被發(fā)現(xiàn)，直到20世紀30年代才獲得廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，紅外增感染料所能夠賦予的感光度已經(jīng)被提高到了1200nm的光譜區(qū)域。但是在波長大約為1200nm時，雖然也可以實現(xiàn)材料增感，但是其輻射可以被水吸收，已經(jīng)失去了實際使用意義，這使得記錄波長更長的光譜在傳統(tǒng)膠卷領(lǐng)域成為一件比較困難的事情，因此為數(shù)碼相機的感光器件CCD/CMOS在這個領(lǐng)域的應(yīng)用提供了機會。 使用數(shù)碼相機的CCD光電耦合器/CMOS作為感光元器件進行紅外線攝影與傳統(tǒng)紅外線攝影最大不同的是，CCD/CMOS自身具備了400～1200nm的感光能力，涵蓋了紅外線的基本波長光譜。只是在一般的狀況下由于可見光的光量遠大于紅外光，因而使用數(shù)碼相機拍攝時并不能看出紅外線效應(yīng)，另一個原因則是許多數(shù)碼相機的鏡頭都裝有紅外線消除濾鏡IR cut filter，過濾了大部分紅外線。但是紅外線消除濾鏡的好壞和數(shù)碼相機所采用CCD/CMOS感光器件對紅外線的靈活程度才是決定數(shù)碼相機是否具備紅外線攝影能力的重要因素，為此我們可以使用一般家用電器的紅外線遙控器對著數(shù)碼相機鏡頭，并按下遙控器按鍵，同時從相機的LCD或EVF電子取景器中觀察是否能看到明亮光點的方法來判斷您的數(shù)碼相機是否具備紅外線攝影的能力。 影響紅外線攝影的潛在因素 紅外線攝影可能會受到很多外部條件制約和影響，其中最主要的包含： 1.拍攝題材的材料性質(zhì)的影響：不同性質(zhì)的材料因?qū)椛涞奈栈蚍瓷湫愿鳟?，因此它們的紅外線發(fā)射性能也不盡相同，對于紅外線的敏感程度也不同。 2.表面狀態(tài)的影響：任何實際物體表面都不是絕對光滑的，總會表現(xiàn)為不同的表面粗糙度。因此，這種不同的表面形態(tài)將對紅外線反射率造成影響，從而影響發(fā)射率的數(shù)值。這種影響的大小同時取決于材料的種類。 3.溫度影響：溫度對不同性質(zhì)物體的影響是不同的，很難做出定量的分析，只有在拍攝過程中積累經(jīng)驗。 4.物體之間的輻射傳遞的影響：物體對于給定的入射輻射必然存在著吸收、反射，而當(dāng)達到熱平衡后，其吸收的輻射能必然轉(zhuǎn)化為向外發(fā)射的輻射能。因此，我們在拍攝時，要注意熱輻射源的方向和時間，使其他物體的影響降到最小。5.大氣衰減的影響：大氣對物體的輻射有吸收、散射、折射等物理過程，對物體的輻射強度會有衰減作用，我們稱之為消光，這個問題在航空紅外線攝影的時候必須認真考慮和對待。作者：陳皮，本文出自《新潮電子》2002年第4期，更多數(shù)碼文章請詳見雜志